El amoníaco (derivado de la palabra francesa amoníaco /amɔnjak/), [1] es también escrito como el amoníaco , [1] es una combinación de nitrógeno y de hidrógeno con la fórmula química de NH 3 . El amoníaco, como una estable doble de hidruro y el más simple penictogen hidruro , es un gas incoloro con un característico olor acre (olor). Es común residuos nitrogenados, especialmente entre los organismos acuáticos, y cumple con las necesidades nutricionales de los organismos terrestres, actuando como un precursor yel Estiércol de la ayuda. Bar, directa o indirectamente, también es un bloque de construcción para la síntesis de muchos productos farmacéuticos y se utiliza en muchos productos de limpieza comerciales. Se reunieron principalmente por el bajo nivel de la síntesis del aire y del agua.
Aunque es corrosivo y peligroso, y ampliamente utilizado en la naturaleza – tanto en la tierra y en los planetas extrasolares – amoníaco en su forma concentrada, es muy peligrosa sustancia . Esta sustancia está clasificada en los Estados unidos y está sujeto a estrictos requisitos de presentación de informes por las instalaciones que producen, almacenan o utilizan en cantidades significativas. [2]
El global de la producción industrial de amoniaco en el 2018 es de 175 millones de toneladas, [3] que no ha cambiado significativamente desde el global de la producción industrial de 175 millones de toneladas en 2013. [4] Industrial de amoniaco se vende como el amoníaco alcohol (generalmente el 28% de amoníaco en el agua) o como presurizado o refrigerados amoníaco líquido enviado en camiones cisterna o cilindros . [5]
NH 3 hierve en -33.34 en el estándar de la presión , de modo que el líquido debe ser almacenado bajo presión o a baja temperatura. El amoníaco de la casa o el hidróxido de amonio es una solución de NH3 en el agua. La concentración de estas soluciones se mide en unidades de la Baume escala ( gravedad específica ), con 26 °Baumé (alrededor de 30 por ciento (por peso) de amoníaco a 15.5 °C o el 59,9 °F) como el producto. Típico comercial de productos con alta concentración. A partir de este artículo [6]
Morphophonemics
XXXI mismo Plinio, en su Historia Natural , menciona la producción de sal en la provincia Romana de la Cirenaica como hammoniacum , llamado así porque se encuentra cerca del templo de Júpiter Amón ( griego: Ἄμμων Amón ). [7] sin Embargo, Plinio, la descripción de la sal no coinciden con las propiedades del cloruro de amonio. Según Herbert Hoover en la traducción al inglés de De re metallica por Agricola , esta podría ser común sal de mar. [8] los Compuestos en cualquier caso, que la sal que finalmente dio lugar al nombre de amonio y amoniacose convirtió .
Se encuentra en la naturaleza
El amoníaco es una sustancia química que se encuentra en pequeñas cantidades en la naturaleza y es producido a partir de plantas y animales sustancias nitrogenadas. El amoníaco y sales de amonio también se encuentran en pequeñas cantidades en el agua de lluvia, mientras que el cloruro de amonio (ammonium sal) y el sulfato de amonio se encuentran en regiones volcánicas. El bicarbonato de amonio cristales se han encontrado en las heces de aves de la Patagonia . [9] Los riñones secretan amoníaco para neutralizar el exceso de ácido. [10] sales de Amonio se encuentra en el fértil de los suelos y en el agua de mar.
El amoníaco también se encuentra a lo largo de los planetas del Sistema Solar en Marte , Júpiter , Saturno , Urano , Neptuno y Plutón , y en otra parte: en el más pequeño de los planetas como Plutón, el amoníaco puede actuar como un importante geológico anticongelante, como una mezcla de si En lo suficientemente alta como las concentraciones de amoníaco, el agua y el amoníaco puede tener temperaturas de fusión de hasta 173 K (-100 °C; -148 °F), por lo tanto permitiendo que tales cuerpos para formar geológicamente activa y en el interior de los océanos a temperaturas mucho más bajas de lo que va a mantener. con sólo planetas de agua [11] [12]de las Sustancias que contengan amoníaco, o sus análogos, están llamados a amoníaco .
Propiedades físicas
El amoníaco es un gas incoloro de gas con un olor acre. Es más ligero que el aire y su densidad es de 0.589 veces la del aire . Es fácilmente licuado debido a hidrógeno fuertes lazos entre las moléculas . El líquido hierve a -33.3 °C (-27.94 °F) y se congela en cristales blancos en -77.7 °C (-107.86 °F) .
El amoníaco puede ser fácilmente desodorizado por reacción con el bicarbonato de sodio o ácido acético . Ambos de estas reacciones forma de inodoro de sales de amonio.
- Sólidos
Simetría cristalina es cúbica, Pearson símbolo cP16, grupo espacial P2 1 3 (№. 198), constante de red 0.5125 nm .
- líquido
Líquido de amoníaco tiene una fuerte ionización potencial debido a su alta ε – índice de 22. El amoníaco líquido tiene un muy alto estándar de cambio de entalpía de vaporización (23.35 kJ /mol, agua 40.65 kJ/mol). mol de metano 8.19 kJ/mol, fósforo 14.6 kJ/mol) y por lo tanto puede ser utilizado en el laboratorio sin aislar frascos sin un mayor enfriamiento. Considere la posibilidad de amoníaco líquido como un disolvente.
- Propiedades disolventes
El amoníaco se disuelve fácilmente en agua. En solución acuosa, puede ser eliminado mediante la ebullición. Las soluciones acuosas son básicos amoníaco . La máxima concentración de amoníaco en agua ( solución saturada ) tiene una densidad de 0.880 gramos por centímetro cúbico, y por lo general se llama «880 amoníaco».
- en el fuego
El amoníaco no se quema de inmediato o puede sostener la combustión , excepto cuando la mezcla aire-combustible es delgada y contiene un 15-25% de aire. Cuando se mezcla con el oxígeno , se quema con un color amarillo verdoso de la llama. La ignición se produce cuando el cloro se inyecta con amoníaco y nitrógeno y cloruro de hidrógeno se forman. Si el exceso de cloro está presente, el altamente explosivo tricloruro de nitrógeno (NCl 3 ) está formado también.
- análisis
A alta temperatura y en presencia de un catalizador adecuado, el amoníaco se descompone en sus elementos constitutivos. La descomposición de amoníaco es un leve proceso endotérmico que requiere 5.5 kcal/mol de amoníaco y produce hidrógeno y gas de nitrógeno. Si el amoníaco se retira sin reacción, el amoníaco puede ser utilizado como una fuente de hidrógeno para ácida de las células de combustible. El rutenio y catalizadores de platino se han encontrado para ser el más activo, mientras que la apoyó catalizadores de níquel eran menos activos.
Estructura
El amoníaco molécula tiene una forma piramidal trigonal predicho por la valencia de la capa de par de electrones de la repulsión de la teoría (teoría VSEPR) con un determinado experimentalmente ángulo de enlace de 106.7°. [13] La central átomo de nitrógeno tiene cinco cáscara externa de electrones con un electrón de cada átomo de hidrógeno. Esto produce un total de ocho electrones o cuatro pares de electrones dispuestos en un tetraedro. Tres de estos pares electrónicos se utilizan como vinculación pares, dejando un par solitario de electrones . El único pares son más rechazados enérgicamente que los bonos pares, por lo que el ángulo de enlace no es de 109.5°, como se espera de un arreglo tetraédrico, pero 106.7°. [13] de Esta forma le da a la molécula un momento dipolar y sepolariza . La polaridad de la molécula y, especialmente, su capacidad para formar enlaces de hidrógeno hacer amoníaco muy miscible con el agua. El par solitario convierte el amoníaco en una base , un aceptor de protones. El amoníaco es relativamente básico. De 1.0 M solución acuosa tiene un pH de 11.6, y si un ácido fuerte se agrega a una solución de este tipo para hacer la solución neutra (pH = 7), el 99,4% de las moléculas de amoníaco se quitan. La protonación . La temperatura y la salinidad de NH4 + también afectan a la relación. El último tiene la forma de un tetraedro y es isoelectrónico con el metano .
La molécula de amoníaco fácilmente sufre de nitrógeno de la inversión en la temperatura de la habitación. Una analogía útil es un paraguas que aparece en un fuerte viento. La barrera de energía para esta inversión es de 24.7 kJ/mol y la frecuencia de resonancia es 23.79 GHz , que corresponde a la radiación de microondas con una longitud de onda de 1260 cm. La absorción en esta frecuencia fue la primera observado en el espectro de microondas.
la bisexualidad
Uno de los más evidentes propiedades del amoniaco es su alegría . El amoníaco es considerada como una base débil. Se combina con los ácidos y las formas de la sal . Por lo tanto, con ácido clorhídrico, se forma cloruro de amonio (sal de amonio). No combina con el ácido nítrico para formar nitrato de amonio , etc. Completamente seco, amoníaco con completamente seco cloruro de hidrógeno . La humedad es necesaria para llevar a cabo la reacción. [14] [15]Como una descriptivo experimento, abre botellas de amoniaco concentrado y ácido clorhídrico producir una «nube» de cloruro de amonio que aparece cuando la sal se reúne en la que los dos difusas nubes moleculares encontrar, en algún lugar entre los dos botellas, de «no aparecen.
Las sales formadas por la acción del amoniaco con ácidos se denominan sales de amonio y todos contienen iones de amonio (NH +4 ). Aunque el amoníaco es conocido como una base débil, también puede actuar como un ácido muy débil. La sustancia se protona y es capaz de formar amidas (que contiene NH 2 iones – este ). Por ejemplo, el litio se disuelve en el líquido de amoniaco para dar una solución de amida de litio :
propiedades químicas
En amoníaco, nitrógeno tiene el menor número de oxidación , por lo que el amoníaco es la reducción. Por ejemplo, en una reacción química:
- 2 NH 3 + 3 Cl 2 ⟶ N 2 + 6 HCl
- 4 NH 3 + 3 O 2 → 500 o C 2 N 2 + 6 H 2 O
![{\displaystyle {\ce {4NH3 + 3O2 ->[500^o C] 2N2 + 6H2O}}} { \](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/24713424b16a6d0cb2f68374c1c5a0f360121f09)
Metal alcalino o de aluminio átomo:
- 2 NH 3 + 2 antes de, antes de → 350 o C 2 NANH 2 + H 2
- 2 NH 3 + 2 AL → 800-900 o C 2 AlN + 3 H 2 _ _
![displaystyle {\ce {2NH3 + 2Na ->[350^o C] 2NaNH2 + H2))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e34b4c906c4f4889ec830f56054d37a9e6363060)
![{\displaystyle {\ce {2NH3 + 2Al ->[800-900^o C] 2AlN + 3H2))} { \](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/375054d38ad80d520769fdc6ebd0e7cf606f25bd)
Efecto de la solución de sal:
- 3 NH 3 + AlCl 3 + 3 H 2 O ⟶ Al ( OH ) 3 + 3 NH 4 Cl
Buenos básica de cálculo
Soluble en agua
De acuerdo a la teoría de Brønsted-Lowry , cuando el NH 3 se disuelve en agua, una pequeña parte de amonio moléculas se combinan con H + iones de agua y se forma el catión amonio NH 4 + y OH – actúa como un anión . Que hacer, esta vez de agua como un ácido .
- NH 3 + H 2 O ↽ – – ⇀ NH 4 + + Oh – \]
El OH- ion juega la solución , pero en comparación con soluciones alcalinas fuertes (tales como sosa cáustica , las patatas , el agua de cal en …) con la misma concentración, la concentración de OH- formado por el amoníaco es mucho menor . Debido a su alcalinidad, amonio solución se torna de color azul de tornasol rojo y solución de fenolftaleína vueltas de incoloro a rosado. Por lo tanto, para detectar de amonio, húmedo morado tornasol se utiliza para detectar este gas.
La reacción con los ácidos
El amoníaco (gas así como de la solución) fácilmente neutraliza los ácidos y las formas de sales de amonio. Ejemplo:
- 2 NH 3 + H 2 so 4 ⟶ ( NH 4 ) 2 so 4
La Alfalfa
- NH 3 + H + ⟶ NH 4 +
Cuando dos de la base de frascos que contienen una solución de HCl concentrado y está cerca de un NH3 solución se colocan juntos , un «humo» blanco fue formado (Figura 1). Desde HCl y NH3 son compuestos volátiles, que se combinan para formar cloruro de amonio cristales de sal, que se traduce en el «humo» del fenómeno.
- NH 3 ( k ) + HCl ( k ) ⟶ NH 4 Cl ( r )
Esta reacción se utiliza para detectar el gas amoníaco.
Los efectos con las soluciones de sal
Solución de amoníaco tiene la capacidad para precipitar muchos hidróxidos de metal durante la reacción
Por ejemplo, en la Figura 2, la solución de amoníaco reacciona con el cobre (II) sulfato solución para formar una solución acuosa de precipitado:
- NH 3 + H 2 O + CuSO 4 ⟶ ( NH 4 ) 2 So 4 + Cu ( Oh ) 2 ↓
La posibilidad de la creación de un complejo
Solución de amoníaco tiene la capacidad de formar complejos con muchos insoluble compuestos de metales tales como cobre , plata , níquel , plomo , zinc , etc.
Desde estos cationes tienen un orbital vacío, que puede aceptar un par de no-electrones de enlace en el N NH 3 átomo .
- M ( OH ) 2 + 4 NH 3 ⟶ [ M ( NH 3 ) 4 ] ( OH ) 2 (con M = cobre, zinc, plomo,…)
- que en ( OH ) 2 + 6 NH 3 ⟶ [ que en ( NH 3 ) 6 ] ( OH ) 2
- Ag + + 2 NH 3 ⟶ [ Ag ( NH 3 ) 2 ] +
2}}} {\displaystyle {\ce {Ni(OH) 2 + 6NH3 -> [Ni(](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/161640ee3e29c23b3c2fc7c5db961cfa230f0cc4)
![{\displaystyle {\ce {Ag+ + 2NH3 -> [Ag(NH3)2]+}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6a54fcb6a7a78659b60e2e2e3fccb837b0a11a7c)
modulación
En el laboratorio: 2 NH 4 Cl + sobre ( oh ) 2 ⟶ NH 3 + CaCl 2 + H 2 O
en la industria:
La mayoría de NH3 ( 90 %) por Haber – Bosch con el método deN2 del aire , H2 de metano ( CH4 ) y el agua .
- CH 4 + H 2 O ↽ – – ⇀ CO + 3 H 2 (níquel del catalizador, la temperatura alta)3NH 2 ⇀ – – ↽ 2 H 3 + 2 N (ΔH = -92 kJ/mol)
El hyperreversible y reacción exotérmica es lento para desplazar el equilibrio hacia el lado derecho , por lo que debe haber condiciones adecuadas de modo que, según Le Chatelier del principio , La atmósfera es catalizada por una mezcla de Fe , Al2O3 , 200-300 , etc. , K2O . De hecho, esta reacción tiene lugar normalmente a una temperatura de 450-500 grados Centígrados , pero el rendimiento es sólo un 20-25%. CaCN 2 Rothe-Frank-Caro método :
- CaCN 2 + 3 H 2 O ⟶ CaCO 3 + 2 NH 3
Persk método de aluminio de nitruro de AlN y el agua:
- 2 AlN + 3 H 2 O ⟶ Al 2 O 3 + 2 NH 3
De NO y H 2 :
- 2 NH + 5 H 2 ⟶ 2 NH 3 + 2 H 2 O
Deshidrogenación con nitrógeno (en inglés: hydrodenitrogenation)
- 3 H 2 + R 3 N ⟶ 3 R – H + NH 3
En la actualidad, varios estudios de laboratorio muestran que el amoníaco se produce directamente a partir de nitrógeno y agua en presencia de titanio(IV) óxido de catalizadores y de la luz UV :
- 2 N 2 + 6 H 2 O ⟶ 4 NH 3 + 3 O 2
Programa
Los principales usos de amoníaco son la preparación de fertilizantes nitrogenados , la preparación de ácido nítrico como una de soldadura y la producción de hidracina N 2 H 4 , que se utiliza como combustible para cohetes. Además, la solución de amoníaco también se utiliza como limpiador.
el peligro
Si usted inhala demasiado amoniaco, se quemará sus vías respiratorias (garganta) . El gas amoníaco que inhibe el sistema nervioso y crea una sensación de irritabilidad. Síntomas: tos, dolor de pecho (dolor agudo), angina de pecho, falta de aliento, respiración rápida, sibilancias, dificultad para respirar, tos con sangre, convulsiones con las siguientes manifestaciones:
- Los ojos, la boca, la garganta: lagrimeo de los ojos y ardor en los ojos, ceguera, dolor intenso de garganta, dolor en la boca, el labio leporino.
- Aparato circulatorio: rápida, pulso débil, de choque.
- Nervioso: confusión, dificultad para caminar, mareos, falta de coordinación, agitación, letargo.
- Piel: color verde pálido, con los labios, quemaduras graves con la exposición prolongada.
- El estómago y el sistema digestivo: estómago severo dolor, vómitos.